DE3909551A1 - Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit den im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die Erfindung geht von einem bekannten Magnetventil aus (DE-OS 33 37 652), bei dem Lagerstellen zur Führung der Hülse vorgesehen sind, die den Ankerraum gegen den Eintritt von Fremdpartikeln im Strömungsmittel weitgehend abdichten, so daß die störungsfreie Funktion des Magnetventils auf lange Zeit gesichert ist.

Mit einem derartigen Wegeventil ist beispielsweise die Druck­ mittelsteuerung zwischen einer Druckmittelquelle und einem Verbraucheranschluß bzw. zwischen dem Verbraucheranschluß und dem Tank möglich. Magnetventile sind gegen Verunreini­ gungen anfällig, die im Strömungsmittel mitgeführt werden. Soweit es sich um ferromagnetische Partikel, beispielsweise von Eisen herrührende Abriebteilchen handelt, können sich diese am Anker des Magnetventils ansetzen, so daß dieser im Lauf der Zeit verklemmt und das Ventil nicht mehr geschaltet werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Magnetventil der geschilderten Art so weiterzu­ bilden, daß der Eintritt von Fremdkörpern, insbesondere ferromagnetischen Partikeln, die sich im Ankeranzugsbereich des Magnetventils ansammeln können und zu einem Ausfall des Gerätes führen, verhindert wird.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Magnetankerraum durch ein umseitig vorliegendes Tankdruckniveau druckgekapselt und wird somit ein Einströmen von Arbeitsmitteln in den Magnet­ ankerraum oder ein Durchströmen des Magnetankerraums mit Arbeitsmittel verhindert. Es wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß kein Druckgefälle zu und über dem Magnetanker­ raum vorhanden ist. Ein solches Druckgefälle würde Mikro­ strömungen von etwa 100 ml/min hervorrufen, in denen vor­ zugsweise ferromagnetische Partikel mitgeführt werden, die sich im Anker- und Federraum absetzen könnten, so daß die Schaltfunktion nach kürzester Zeit nicht mehr gegeben ist. Dies gilt für Ausführungen, bei denen der Druckanschluß im stromlosen Zustand des Magnetventils abgesperrt ist, sowie auch auf Ausführungen, bei denen der Druckanschluß bei erregtem Magnetventil abgesperrt wird.

Es wird also durch den Gesamtaufbau bzw. durch die Anordnung der Anschlußkanäle an eine Druckmittelquelle und den Tank bzw. einen Verbraucher dafür gesorgt, daß kein Druckgefälle am Magnetankerraum vorhanden ist. Hierzu ist einerseits erforderlich, daß an der druckseitigen Lager­ stelle der den Anker tragenden Hülse Leckflüssigkeit zum Tank hin abgeführt wird, während auf der gegenüberliegenden Seite des Magnetankerraums die Lagerstelle an einen zum Tank führenden Kanal angrenzt (Fig. 1, 2, 4 und 5A). Ist die Gehäusebohrung selbst mit dem Tankanschluß verbunden, so kann dieser Kanal entfallen (Fig. 3, 5B).

Diese und weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Magnetventil in 3/2-Wegeausführung mit der Gehäusebohrung am Arbeitsanschluß,

Fig. 2 ein Magnetventil ähnlich Fig. 1 mit Entkopp­ lungsscheibe,

Fig. 3a ein Magnetventil in 3/2-Wegeausführung mit der Gehäusebohrung am Tankanschluß,

Fig. 3b ein 2/2-Wegeventil mit der Gehäusebohrung am Tankanschluß,

Fig. 4a ein 3/2-Wegeventil in 3/2-Wegeausführung mit der Gehäusebohrung am Druckanschluß,

Fig. 4b ein Magnetventil in 2/2-Wegeausführung mit der Gehäusebohrung am Druckanschluß,

Fig. 5a und 5b ein Magnetventil als Sitzventil in 2/2- Wegeausführung.

In einer axialen Gehäusebohrung 10 des Ventilgehäuses 11 ist eine Hülse 12 verschiebbar angeordnet. Ein Ende der Gehäusebohrung ist bei 14 verschlossen, das gegenüberlie­ gende offene Ende 15 ist mit einem Anschluß A zu einem Ver­ braucher verbunden. Erste Kanäle 16 und 16′ und zweite Kanäle 18 und 18′ sind radial im Gehäuse 11 angeordnet und münden in die Gehäusebohrung 10. Die Enden der Hülse 12 dienen als Steuerkanten, die mit den Kanälen zusammenwirken. Somit ist im Bereich der Kanäle eine enge Gleitpassung zwischen der Hülse 12 und der Gehäusebohrung 10 vorgesehen, um den Leckflüssigkeitsstrom möglichst gering zu halten. Diese Abschnitte der Gehäusebohrung 10 dienen somit als Lagerstellen 20 und 22 für die Hülse 12.

In einem Magnetankerraum 23 zwischen den Lagerstellen 20 und 22 befinden sich ein rohrförmiger Anker 24 und eine Feder 25. Wird die im Gehäuse angeordnete Magnetspule 28 erregt, so gelangt die Hülse 12 aus der dargestellten, durch die Feder 25 gegebenen Schaltstellung in die andere Schaltstellung, in der von der Hülse 12 der Strömungsweg von der Gehäuse­ bohrung in die Kanäle 16, 16′ abgesperrt und dafür in die Kanäle 18, 18′ geöffnet wird. Dabei kann das Strömungsmittel im Magnetankerraum 23 über den Ringspalt zwischen dem Anker und dem Gehäuse ungehindert hin- und herströmen.

Die Hülse 12 weist im Bereich der Lagerstelle 20 eine um­ laufende Nut 30 auf, die in beiden Schaltstellungen mit zum Tank führenden Kanälen 32 bzw. 32′ in Verbindung steht. Damit kann das vom Druckanschluß P in den Kanälen 18, 18′ anstehende und in die Lagerstelle 20 einströmende Strömungs­ mittel über die umlaufende Nut 30 zum Tank hin abgeführt werden. Die gegenüberliegende Lagerstelle 22 grenzt an die zum Tank führenden Kanäle 16, 16′ an, so daß tatsächlich zwischen den Lagerstellen 20 und 22 kein Druckgefälle mehr vorhanden ist und damit das Eintreten von Strömungsmittel mit Fremdpartikeln in den Ankerraum 23 verhindert ist.

In Fig. 2 sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, daß im Magnetankerraum 23 eine Scheibe 33 aus magnetisch nicht­ leitendem Material, z.B. aus Messing, in das Gehäuse ein­ gepreßt ist. Der Abfluß der Leckflüssigkeit im Bereich der Lagerstelle 20 erfolgt somit über eine gehäuseseitige umlaufende Nut 34 sowie über radiale Schlitze 35 in der Scheibe 33 in die Kanäle 32, 32′. Im übrigen sind die Anschlüsse A, P und T in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet, so daß auch in dieser Ausführungsform ein Druck­ gefälle am Magnetankerraum verhindert ist. Soweit noch kleinste Mengen von wenigen Tropfen über die Lagerstelle 20 in die umlaufende Nut 34 gelangen, können sich mitgeführte magnetisch leitende Teilchen an der Scheibe nicht anlagern und werden in die Kanäle 32, 32′ abgeführt.

In Fig. 3a ist die Gehäusebohrung 10 mit dem Tankanschluß T verbunden und der Kanal 18 mit dem Druckanschluß P. Zwischen dem Kanal 18 und dem Magnetankerraum 23 befindet sich im Bereich der Lagerstelle 20 ein Kanal 36 für den Arbeitsanschluß. Eine Ringnut 37 in der Hülse 12 steuert die Verbindung zwischen dem Kanal 18 und 36. Eine umlaufende Nut 30, die über radiale Bohrungen 30′ in das Innere der Hülse 12 mündet, verbindet in der dargestellten Schalt­ stellung den Kanal 36 mit der Gehäusebohrung 10. In der anderen Schaltstellung dient die umlaufende Nut 30 zur Ab­ fuhr der Leckflüssigkeit aus dem Bereich der Lagerstelle stromauf des Magnetankerraums 23. Die dargestellte Ausfüh­ rungsform ist für druckdichten Anbau geeignet und weist nur einen Tankanschluß über die Gehäusebohrung 10 auf. Neben einer fertigungstechnisch vereinfachten Ausführung liegt ein wesentlicher Vorteil darin, daß auf beiden Seiten der Hülse 12 der Druck ausgeglichen ist, da an beiden Seiten Tankdruck anliegt und daß auch der Anschluß von P nach A in der Ringnut 37 druckausgeglichen ist, so daß Axial- und Radialkräfte kompensiert sind.

Dies gilt auch für die Ausführung nach Fig. 3b, bei der der Arbeitsanschluß A entfällt. Über die Lagerstelle 20 zur umlaufenden Nut 30 gelangendes Strömungsmittel wird über die Gehäusebohrung abgeführt. Ein Druckgefälle über den Magnetankerraum ist vermieden.

In den Fig. 4a und 4b ist die Gehäusebohrung 10 mit dem Druckanschluß P verbunden. In der Darstellung nach Fig. 4a handelt es sich wiederum um ein 3/2-Wegeventil, bei dem der Kanal 18 zum Arbeitsanschluß A und der Kanal 36 zum Tank­ anschluß T führt. In der dargestellten Schaltstellung sind die Kanäle 18 und 36 über die Ringnut 30 verbunden. Im Bereich der Lagerstelle 20 einströmendes Druckmittel gelangt somit über die Ringnut 30 in den Kanal 36 zum Tank. Dies gilt auch für die umgeschaltete Schaltstellung, in der die Ringnut 30 ebenfalls als umlaufende Nut dient und Leck­ flüssigkeit zum Tank abführt. Die entgegengesetzte Lager­ stelle 22 ist über Kanäle 16 bzw. 16′ stets druckseitig entlastet. Auch aus der Gehäusebohrung kann Leckflüssigkeit in die Kanäle 16, 16′ gelangen, ohne daß am Magnetanker­ raum 23 ein Druckgefälle entsteht.

In Fig. 4b ist eine 2/2-Wegeausführung gezeigt. In beiden Schaltstellungen der Hülse 12 wird über die umlaufende Nut 30 eintretendes Strömungsmittel in den Kanal 36′ und zum Tank hin abgeführt.

In den Fig. 5a und 5b ist ein Sitzventil dargestellt, bei dem stirnseitig an der Hülse 12 ein Ventilsitzkörper 40 vor­ gesehen ist, der in der dargestellten Schaltstellung auf den gehäuseseitigen Ventilsitz 41 gedrückt wird, so daß der Druckanschluß P abgesperrt ist. In den Raum 42 stromab des Ventilsitzes 41 mündet mindestens ein mit Tankanschluß T verbundener radialer Kanal 44 bzw. 44′.

In der Ausführung nach Fig. 5a ist im Bereich der Lager­ stelle 20 eine umlaufende Nut 30 vorgesehen, die über radiale Bohrungen 30′ in das Innere der Hülse 12 mündet. Hier ein­ tretende Leckflüssigkeit wird über den am entgegengesetzten Ende der Hülse 12 im Gehäuse angeordneten radialen Kanal 16 zum Tank T hin abgeführt. Dieser Kanal 16 mit Tankdruck grenzt auch an die Lagerstelle 22 an.

In der Ausführung nach Fig. 5b in druckdichter Form ent­ fällt der Kanal 16. Die Abführung von Leckflüssigkeit er­ folgt über die im Bereich des Raumes 42 an der Hülse ange­ ordnete Ringnut 30. Der trotz des Abflusses in den Kanal 14′ zum Tank vorhandene Staudruck ist somit nicht in der Lage, auf Grund des Druckniveaus über den Magnetankerraum Partikel mit in den Ankerraum 23 zu führen. Die gegenüberliegende Lagerstelle 22 ist über das Innere der Hülse 12 und radiale Bohrungen 30′ im Bereich der umlaufenden Nut 30 ebenfalls mit dem Tankdruck bzw. Staudruck beaufschlagt. Es ist aber auch möglich zusätzlich im Bereich der Lagerstelle 22 einen zum Tank führenden Kanal entsprechend dem Kanal 16 vorzu­ sehen.

Claims (14)

1. Magnetventil mit einem in einer Gehäusebohrung ver­ schiebbaren Anker, der auf einer beidseitig des Ankers ver­ längerten Hülse angeordnet ist und von einer Feder und der Magnetspule in zwei Schaltstellungen umschaltbar ist, wobei von dem einen Ende der Hülse ein Strömungsweg zwischen min­ destens einem gehäuseseitigen Kanal und der mit einem Gehäuse­ anschluß in Verbindung stehenden Gehäusebohrung abgesperrt bzw. geöffnet wird, wobei der Kanal oder die Gehäusebohrung an einen Druckanschluß führen, die Gehäusebohrung zu beiden Seiten des Ankerraums als Lagerstelle für die Hülse ausge­ bildet ist und der Ankerraum zwischen den Lagerstellen der Hülse durch die Lagerstellen gegen den Eintritt von Fremd­ körpern abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckseite zugekehrte Lagerstelle (20) eine mit dem Tank verbundene umlaufende Nut (30, 30′, 34) zum Abführen von Leck­ flüssigkeit aufweist und daß die gegenüberliegende Lager­ stelle (22) an einen ebenfalls Tankdruck führenden Bereich angrenzt.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Nut (30) in der Hülse (12) mit einem radial einmündenden Kanal (32, 36) im Gehäuse in Verbindung steht (Fig. 1, 2, 4).

3. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Nut (30) in der Hülse (12) über radiale Bohrungen (30′) in der Hülse mit der Gehäusebohrung (10) in Verbindung steht (Fig. 3, 5).

4. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Nut (34) in der Gehäusebohrung mit einem radial einmündenden Kanal (32) im Gehäuse in Verbindung steht (Fig. 2).

5. Magnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am druckseitigen Ende des Ankerraums (23) eine magnetisch nicht-leitende Scheibe (33) gehäusefest angeordnet ist und die Leckflüssigkeit zwischen der Scheibe und der Gehäuse­ bohrung abgeführt wird.

6. Magnetventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umlaufende Nut (34) über radiale Schlitze (35) auf der Stirnseite der Scheibe (33) mit dem Kanal (32) im Gehäuse in Verbindung steht.

7. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende der Hülse (12) mit mindestens einem radial in die Gehäusebohrung (10) ein­ mündenden Kanal (16, 18, 36) im Gehäuse steuerkolbenartig zusammenwirkt (Fig. 1 bis 4).

8. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das dem Druckanschluß gegenüber­ liegende Ende der Hülse (12) mit einem zum Tank führenden Kanal (16) im Gehäuse zusammenwirkt (Fig. 1, 2, 4, 5a).

9. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1, 2, 7, 8, bei dem die Gehäusebohrung (12) zu einem Arbeitsanschluß (A) führt, der je nach Schaltstellung der Hülse mit dem zum Tank (T) führenden Kanal (32) oder zu einem Druckanschluß (P) führenden Kanal (18) verbindbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umlaufende Nut (30) an der Hülse in beiden Schaltstellungen mit einem dritten zum Tank (T) führenden Kanal (32) verbunden ist (Fig. 1, 2).

10. Magnetventil nach Anspruch 1, 3, 7, bei dem die Gehäusebohrung zum Tank (T) führt und je nach Schaltstel­ lung der Hülse zum Druckanschluß (P) führender Kanal (18) und zu einem Arbeitsanschluß (A) führender Kanal (36) über eine Ringnut (37) in der Hülse verbunden oder abgesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schaltstellung zur Hülse der zu dem Arbeitsanschluß (A) führende Kanal (36) im Ge­ häuse über die umlaufende Nut (30) mit der Gehäusebohrung (10) verbunden und in der anderen Schaltstellung diese Verbindung abgesperrt ist (Fig. 3a).

11. Magnetventil nach Anspruch 1, 2, 7, bei dem die Ge­ häusebohrung zum Druckanschluß (P) führt und je nach Schalt­ stellung der Hülse (12) ein zu einem Arbeitsanschluß führen­ der Kanal (18) und zum Tank führender Kanal (36) über eine Nut in der Hülse verbunden oder abgesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgesperrten Schaltstellung die umlaufende Nut (30) zum Abführen der Leckflüssigkeit dient (Fig. 4a).

12. Magnetventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckanschluß gegenüberliegende Lagerseite an einen zum Tank führenden Kanal (16) grenzt, der von der Hülse in beiden Schaltstellungen überdeckt ist (Fig. 4).

13. Magnetventil nach Anspruch 1, bei dem die dem Druck­ anschluß zugekehrte Stirnseite der Hülse (12) als Ventilsitz­ körper (40) ausgebildet ist und der an den Ventilsitz an­ grenzende Raum (41) mit einem zum Tank führenden Kanal (44) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Nut (30) über die Hülsenbohrung mit einem am anderen Ende der Hülse in die Gehäusebohrung einmündenden Kanal (16) in Verbindung steht (Fig. 5a).

14. Magnetventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Nut (30) in beiden Schaltstellungen der Hülse (12) mit dem Ventilsitzraum (42) verbunden ist (Fig. 5b).